氯乙烯基樹(shù)脂乳液、水性油墨及記錄用紙的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080020374. X，申請(qǐng)日為2010年6月3日、發(fā)明名稱(chēng)為"氯 乙烯基樹(shù)脂乳液、水性油墨及記錄用紙"的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及可以有利地用作用于油墨、涂料、無(wú)機(jī)物質(zhì)分散等的粘結(jié)劑，用于記錄 用紙的接收層，織物處理劑等的氯乙烯樹(shù)脂乳液。更特別地，其涉及當(dāng)用于水性油墨中時(shí)表 現(xiàn)出優(yōu)異的耐水性、耐濕性、高光澤和耐醇性，以及當(dāng)用于記錄用紙中時(shí)優(yōu)異的顯色性、耐 濕性、顏色的可見(jiàn)性和高光澤的氯乙烯樹(shù)脂乳液。
【背景技術(shù)】
[0003] 首先提及凹版印刷油墨。在通常的印刷中，印刷質(zhì)量取決于印刷油墨的印刷能力 和印刷效果。印刷能力是與從印刷機(jī)上的油墨轉(zhuǎn)移到待印刷的物體到完成印刷面的油墨性 能相關(guān)的一組性能，所述性能主要包括流動(dòng)性、界面相容性和油墨的干燥。另一方面，印刷 效果是形成了印刷面的油墨顯示的印刷的完成，包括如色調(diào)、光澤、耐水性、防粘性等的性 能。油墨基本上由著色物質(zhì)（染料或顏料）、載體和助劑（流動(dòng)調(diào)節(jié)劑、干燥調(diào)節(jié)劑等）組 成。在這些中，載體對(duì)印刷能力和印刷效果具有最大的影響。載體基本上由粘結(jié)劑、蠟、溶 劑等組成。通過(guò)選擇粘結(jié)劑，載體的性質(zhì)顯著改變，印刷能力和印刷效果很大程度上取決于 載體的性質(zhì)。
[0004] 粘結(jié)劑通常分為溶劑粘結(jié)劑和水性粘結(jié)劑。溶劑粘結(jié)劑包括如JP-A H09-12956(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中提出的氨基甲酸酯樹(shù)脂。然而，如今考慮到空氣污染、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn) 和工作衛(wèi)生，注意力轉(zhuǎn)向不使用有機(jī)溶劑的水性粘結(jié)劑。
[0005] 水性粘結(jié)劑通常分為堿溶性樹(shù)脂、典型為苯乙烯-丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，水溶性樹(shù)脂、典 型為聚乙烯醇，和水分散樹(shù)脂、典型為氨基甲酸酯乳液（專(zhuān)利文獻(xiàn)2:JP-A H02-238015)和 丙烯酸類(lèi)乳液。
[0006] -般而言，在使用包含水分散樹(shù)脂作為粘結(jié)劑的水性油墨進(jìn)行印刷的情形中，在 室溫下將油墨施涂于印刷機(jī)的印刷區(qū)域，并且隨后通過(guò)在水分散樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或 者以上干燥來(lái)完成。當(dāng)在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或者以上加熱時(shí)，整個(gè)樹(shù)脂顆粒熔融在一起而形 成均勻膜，其顯影并且提高耐水性。隨著在印刷能力因素中注意到印刷機(jī)上的干燥，印刷油 墨必須在印刷機(jī)上保持流動(dòng)性盡可能長(zhǎng)的時(shí)間而不干燥。在這方面，溶劑型樹(shù)脂、堿溶性樹(shù) 脂和水溶性樹(shù)脂沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)榧词箻?shù)脂一旦變成干膜，樹(shù)脂當(dāng)溶于溶劑、堿性水溶液或水 中時(shí)也恢復(fù)原始流動(dòng)性，而水分散樹(shù)脂有問(wèn)題，因?yàn)橐坏?shù)脂干燥以致于樹(shù)脂顆粒在它們 的表面熔融一起，即使當(dāng)與水接觸時(shí)樹(shù)脂也不能恢復(fù)流動(dòng)性，導(dǎo)致印刷失敗。另一方面，堿 溶性樹(shù)脂具有差的耐堿性問(wèn)題并且水溶性樹(shù)脂具有差的耐水性問(wèn)題。于是傳統(tǒng)粘結(jié)劑有時(shí) 通過(guò)將堿溶性樹(shù)脂或水溶性樹(shù)脂與水分散樹(shù)脂合并來(lái)制備。在現(xiàn)有技術(shù)中，改善印刷能力 的嘗試遇到耐堿性或耐水性損失，而改善耐堿性或耐水性的嘗試導(dǎo)致不充足的印刷能力。
[0007] 為了解決該問(wèn)題，JP-A H10-176132(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)提出了用于水性油墨的粘結(jié)劑， 其包含：選自氯乙烯、具有1-18個(gè)碳原子的烷基部分的烷基（甲基）丙烯酸酯和單烯基苯 的單體，和另外的具有官能團(tuán)的烯屬不飽和單體。然而，就耐濕性和光澤而言仍然有問(wèn)題。
[0008] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :JP-A Hl 1-35866中還提出了氟塑料。盡管氟塑料在包括耐氣候性 和耐腐蝕性許多方面中優(yōu)異，但成本問(wèn)題不可避免地仍然未解決。
[0009] 現(xiàn)在提及噴墨油墨。噴墨記錄系統(tǒng)在安靜、記錄速度、定形質(zhì)量和運(yùn)行成本方面優(yōu) 異，并且通常廣泛使用。為了用于該系統(tǒng)，從油墨物理性能、安全性和處理容易性方面選擇 水性油墨。具有溶于乙二醇溶劑和水的水溶性染料例如酸性染料、直接染料或堿性染料的 油墨組合物從專(zhuān)利文獻(xiàn)5-7:JP-A S53-61412、JP-A S54-89811 和 JP-A S55-65269 中獲知。 它們具有差的耐水性的缺點(diǎn)。
[0010]因此研宄了顏料作為著色組分的使用。為了分散顏料，使用其中引入羧基的丙烯 酸類(lèi)樹(shù)脂或苯乙烯-丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂（專(zhuān)利文獻(xiàn)8 :JP-A S61-235478)和以丙烯酸、苯乙烯和 α -甲基苯乙烯的三元共聚物形式的水性樹(shù)脂（專(zhuān)利文獻(xiàn)9 :JP-A H08-253716)。盡管耐水 性和耐氣候性的改善是顯著的，但仍然有提高顏料的分散（隨著時(shí)間改變）的空間。
[0011] 接下來(lái)提及記錄用紙、尤其是噴墨記錄用紙的接收層。目前使用水性油墨的記錄 系統(tǒng)經(jīng)常在商業(yè)機(jī)器系統(tǒng)、包括個(gè)人電腦中的打印機(jī)中使用，并且因此對(duì)于適用于該系統(tǒng) 的記錄材料的要求增加。同時(shí)，要求具有更好特性的記錄材料以實(shí)現(xiàn)印刷圖像的質(zhì)量、多色 性、外觀和清晰度的進(jìn)一步改善。記錄材料用于多樣化的應(yīng)用中，同時(shí)性能例如耐水性和顯 色性的要求變得越來(lái)越嚴(yán)格。在其中合并了無(wú)定形二氧化硅和聚合物粘結(jié)劑例如聚乙烯醇 的記錄用紙中提出了接收層，并且涂覆在基紙上（專(zhuān)利文獻(xiàn)10 :JP_A S55-51583)和包含在 正面和背面具有含有多孔顏料顆粒的油墨接收層的基紙的記錄用紙上（專(zhuān)利文獻(xiàn)11 :JP-A S56-148584)。盡管與使用無(wú)木質(zhì)的紙的傳統(tǒng)記錄用紙相比實(shí)現(xiàn)了多色性或清晰度的顯著 改善，但這些接收層具有減小的涂布重量使得油墨不規(guī)則鋪展的問(wèn)題，導(dǎo)致具有顯著滲出 的印刷圖像，并且隨著增加的涂布重量，滲出減少，但涂層容易剝落，造成粉塵。
[0012] 專(zhuān)利文獻(xiàn)12 :JP-A S62-288076提出其中使用由聚乙烯醇與丙烯酸和甲基丙烯酸 甲酯的反應(yīng)而得到的水不溶性樹(shù)脂來(lái)改善粘結(jié)強(qiáng)度的記錄用紙。由于該水不溶性樹(shù)脂是陰 離子的，因此不利地影響了也是陰離子的水性油墨的固定，不能提供能夠防止油墨滲出或 改善耐水性的溶液。
[0013] 另外提出包含聚陽(yáng)離子聚合物電解質(zhì)的記錄用紙（專(zhuān)利文獻(xiàn)13 :JP_A S56-84992)、包含主要由油墨吸附的陽(yáng)離子聚合物粘結(jié)劑組成的油墨接收層的記錄用紙 (專(zhuān)利文獻(xiàn)14 :JP_A S58-24493)、和包含陽(yáng)離子丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂乳液的記錄用紙（專(zhuān)利文獻(xiàn) 15和16 :JP-A H11-123867和JP-A2001-199152)。就顯色性和耐水性而言，這些建議不一 定令人滿(mǎn)意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0015] 在上述情形下做出的本發(fā)明的目的是提供當(dāng)用于水性油墨中時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的耐 水性、耐濕性、高光澤和耐醇性，以及當(dāng)用于記錄用紙中時(shí)優(yōu)異的顯色性、耐水性、耐濕性、 顏色的可見(jiàn)性和高光澤，并且可以有利地用作用于油墨、涂料、無(wú)機(jī)物質(zhì)分散等的粘結(jié)劑， 用于記錄用紙的接收層，織物處理劑等的氯乙烯樹(shù)脂乳液。
[0016] 解決問(wèn)題的方式
[0017] 進(jìn)行了廣泛研宄以實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)以下的氯乙烯樹(shù)脂乳液 來(lái)克服顯著的問(wèn)題：所述樹(shù)脂乳液由（A) 40-500重量份具有5, 000-50, 000數(shù)均分子量的苯 乙烯-丙烯酸酯低聚物和/或丙烯酸酯低聚物與100重量份包含（B)氯乙烯單體或者（B) 氯乙烯單體和（C)可與其共聚的烯屬不飽和單體的單體組合物的乳液聚合而得到。本發(fā)明 基于該發(fā)現(xiàn)。
[0018] 因此，本發(fā)明定義為以下。
[0019] 發(fā)明 1 :
[0020] 一種氯乙烯樹(shù)脂乳液，其由（A) 40-500重量份的具有5, 000-50, 000數(shù)均分子量的 苯乙烯-丙烯酸酯低聚物和/或丙烯酸酯低聚物與100重量份的包含（B)氯乙烯單體或者 (B)氯乙烯單體和（C)可與其共聚的烯屬不飽和單體的單體組合物的乳液聚合而得到的。
[0021] 發(fā)明 2 :
[0022] 發(fā)明1的氯乙烯樹(shù)脂乳液，其中組分⑶與組分（C)的比例以重量比計(jì)為至少50 : 至多50。
[0023] 發(fā)明 3 :
[0024] -種水性油墨組合物，其包含發(fā)明1或2的氯乙烯樹(shù)脂乳液。
[0025] 發(fā)明 4 :
[0026] 發(fā)明3的水性油墨組合物，其中氯乙烯樹(shù)脂乳液以固體計(jì)以2-30重量％的量存 在，所述組合物進(jìn)一步包含3-40重量％的著色劑、0-60重量％的水溶性有機(jī)溶劑和5-95重 量％的水。
[0027] 發(fā)明 5 :
[0028] -種記錄用紙，其包含發(fā)明1或2的氯乙烯樹(shù)脂乳液的涂層。
[0029] 發(fā)明 6 :
[0030] 發(fā)明5的記錄用紙，其中所述涂層形成接收層。
[0031] 發(fā)明 7 :
[0032] 發(fā)明5或6的記錄用紙，其中所述涂料由包含以固體計(jì)為2-30重量％的氯乙烯樹(shù) 脂乳液、0-30重量％顏料和余量的水或水溶性有機(jī)溶劑的組合物形成。
[0033] 發(fā)明的有利效果
[0034] 本發(fā)明的氯乙烯樹(shù)脂乳液可以有利地用作用于油墨、涂料、無(wú)機(jī)分散液等的粘結(jié) 劑，用于記錄用紙的接收層，織物處理劑等，因?yàn)樗鋈橐寒?dāng)用于水性油墨中時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異 的耐水性、耐濕性、高光澤和耐醇性，以及當(dāng)用于記錄用紙中時(shí)優(yōu)異的顯色性、耐水性、耐濕 性、顏色的可見(jiàn)性和高光澤。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 用于根據(jù)本發(fā)明的水性油墨的氯乙烯基質(zhì)粘結(jié)劑是由（A)40_500重量份具有 5, 000-50, 000數(shù)均分子量的苯乙烯-丙烯酸酯低聚物和/或丙烯酸酯低聚物與100重量份 包含（B)氯乙烯單體或者（B)氯乙烯單體和（C)可與其共聚的烯屬不飽和單體的單體組合 物的乳液聚合而得到的氯乙烯樹(shù)脂乳液。
[0036] 苯乙烯-丙烯酸酯低聚物和丙烯酸酯低聚物（A)來(lái)自于丙烯酸酯單體，其包括 (甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯和（甲基）丙烯酸丁酯。這里使用的術(shù)語(yǔ)"（甲 基）丙烯酸（酯）"是指丙烯酸（酯）和甲基丙烯酸（酯）。JONCRYL JDX-6500、JONCRYL JDX-6102B、JONCRYL HPD-96J 和 JONCRYL 52J 可商購(gòu)獲得（全部來(lái)自 BASF AG)。單體不限 于此，同時(shí)它們可以單獨(dú)或者以?xún)煞N或多種的混合物使用。相對(duì)于100重量份包